Типичные окислители и восстановители

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 9Следующая ⇒

 СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ

    Для характеристики окислительно-восстановительной способности частиц важное  значение имеет такое понятие, как степень окисления. СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ – это заряд, который мог бы возникнуть у атома в молекуле или ионе, если бы все его связи с другими атомами оказались разорваны, а общие электронные пары ушли с более электроотрицательными элементами.

    В отличие от реально существующих зарядов у ионов, степень окисления показывает лишь условный заряд атома в молекуле. Она может быть отрицательной, положительной и нулевой. Например, степень окисления атомов в простых веществах равна «0» ( , , , ). В химических соединениях атомы могут иметь постоянную степень окисления или  переменную. У металлов главных подгрупп I, II и III групп  Периодической системы в химических соединениях степень окисления, как правило, постоянна и равна соответственно Ме⁺¹, Ме⁺² и Ме⁺³ (Li⁺, Ca⁺², Al⁺³). У атома фтора всегда -1. У хлора в соединениях с металлами всегда -1. В подавляющем числе соединений кислород имеет степень окисления -2 (кроме пероксидов, где его степень окисления -1), а водород +1(кроме гидридов металлов, где его степень окисления  -1).

Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю, а в ионе – заряду иона. Эта взаимосвязь позволяет рассчитывать степени окисления атомов в сложных соединениях.

    В молекуле серной кислоты H₂SO₄ атом водорода имеет степень окисления +1, а атом кислорода -2. Так как атомов водорода два, а атомов кислорода четыре, то мы имеем два «+» и восемь «-». До нейтральности не хватает шесть «+». Именно это число и является степенью окисления серы - . Молекула дихромата калия K₂Cr₂O₇ состоит из двух атомов калия, двух атомов хрома и семи атомов кислорода. У калия степень окисления всегда +1, у кислорода -2. Значит, мы имеем два «+» и четырнадцать «-». Оставшиеся двенадцать «+» приходятся на два атома хрома, у каждого из которых степень окисления равна +6 ( ).

Из определения процессов восстановления и окисления следует, что, в принципе, в роли окислителей могут выступать простые и сложные вещества, содержащие атомы, которые находятся не в низшей степени окисления и поэтому могут понижать свою степень окисления. Аналогично в роли восстановителей могут выступать простые и сложные вещества  , содержащие атомы, которые находятся не в высшей степени окисления и поэтому могут повышать свою степень окисления.

К наиболее сильным окислителям относятся:

1) простые вещества, образуемые атомами, имеющими  большую электроотрицательность, т.е. типичные неметаллы, расположенные в главных подгруппах шестой и седьмой групп периодической системы: F, O, Cl, S (соответственно F₂, O₂, Cl₂, S);

2) вещества, содержащие элементы в высших и промежуточных

положительных степенях окисления, в том числе в виде ионов, как простых, элементарных (Fe³⁺), так и кислородосодержащих, оксоанионов (перманганат-ион - MnO₄^-);

3) перекисные соединения.

Конкретными веществами, применяемыми на практике в качестве окислителей, являются кислород и озон, хлор, бром, перманганаты, дихроматы, кислородные кислоты хлора и их соли  (например, , , ), азотная кислота ( ),  концентрированная  серная кислота ( ),  диоксид марганца ( ),  пероксид водорода и пероксиды металлов ( , ).

К наиболее сильным восстановителям относятся:

1)простые вещества, атомы которых имеют низкую электроотрицательность («активные металлы»);

2) катионы металлов в низжих степенях окисления (Fe²⁺);

3) простые элементарные анионы, например, сульфид-ион S^2-;

4) кислородосодержащие анионы (оксоанионы), соответствующие низшим положительным степеням окисления элемента (нитрит , сульфит ).

Конкретными веществами, применяемыми на практике в качестве восстановителей, являются, например, щелочные и щелочноземельные металлы, сульфиды, сульфиты, галогенводороды (кроме HF), органические вещества – спирты, альдегиды, формальдегид, глюкоза, щавелевая кислота, а также водород, углерод, моноксид углерода ( ) и алюминий при высоких температурах.

В принципе, если в состав вещества входит  элемент в  промежуточной степени окисления, то эти вещества могут проявлять как окислительные, так   и  восстановительные свойства.  Все  зависит  от

«партнера» по реакции: с достаточно сильным окислителем оно может реагировать как восстановитель, а с достаточно сильным восстановителем – как окислитель. Так, например, нитрит-ион NO₂^- в кислой среде выступает в роли окислителя по отношению к иону I^-:

2 + 2 + 4 HCl→ + 2 + 4KCl + 2H₂O

и в роли восстановителя по отношению к перманганат-иону MnO₄^-

5 + 2 + 3H₂SO₄ → 2 + 5 + K₂SO₄ + 3H₂O

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология